JPH0311003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の詳細な説明 本発明は、ポリイミド系樹脂により導体と磁性
体および導体と導体の間を絶縁処理した薄膜磁気
ヘツドの製造方法に関する。 従来、薄膜技術を用いて磁気ヘツドを製造する
際には、導体コイルと磁性体との間および導体間
の絶縁に有機樹脂を使用し、その下地段差に対す
る平担化効果を利用して上部磁性体の特性劣化お
よび下地段差部での短絡を防止している。 この有機樹脂には、磁性体のスパツタリング等
の工程で350℃近い熱履歴を受けるため耐熱樹脂
であるポリイミド系樹脂が使われている。しかる
に、ポリイミド系樹脂は第１図ａ〜ｅに示す如く
加工工程が多くしかも煩雑であるという欠点を有
していた。すなわち (1) ポリイミド膜２の形成 〔第１図ａ〕 ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸のワ
ニスを基板１上全面に回転塗布し、溶媒を蒸発
させ、さらに加熱硬化してポリイミド膜２とす
る。 (2) フオトレジスト膜３の形成 〔第１図ｂ〕 ポリイミド膜２上にフオトレジストを塗布、
次いで乾燥レフオトレジスト膜３を形成する。 (3) フオトレジスト膜の加工 〔第１図ｃ〕 所定のフオトマスクを介して露光後、現像次
いでリンスし、最後に加熱処理してフオトレジ
ストのパターン３′を得る。 (4) ポリイミド膜の加工 〔第１図ｄ〕 ポリイミド膜２をエツチングしてフオトレジ
ストと同じパターンのポリイミド膜のパターン
２′得る。 (5) フオトレジスト膜の除去 〔第１図ｅ〕 フオトレジストを剥離するとポリイミド膜の
パターン２′が完成する。 また、第２の欠点としてポリイミドのエツチン
グはエツチング精度の制御が難しくパターン精度
が悪い（±4μｍ）という問題があつた。このた
め読み出しまたは記録電圧がばらつき、歩留りの
低下を招き実用的でなかつた。 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点をな
くし、ポリイミド系樹脂絶縁膜のパターン精度の
向上と、製造工程の合理化を達成する薄膜磁気ヘ
ツドの製造方法を達成するにある。 この目的を達成するため、種々の感光性ポリイ
ミド前駆体材料を検討した結果、感度、解像度、
パターン形成プロセス、耐熱性、電気的特性など
総合的に見て優れる下記〔Ａ〕に示す材料を用い
た磁気ヘツドの製造方法を見い出した。 〔Ａ〕 感光性ポリイミド前駆体が、一般式 （但し、式中R¹は３価または４価の有機基、
R²は２価の有機基、Ｍは水素またはアンモニ
ウムイオン、ｎは１または２を表わす。）で示
される繰り返し単位を有するポリマと、 一般式 N₃−R³−N₃ 〔〕 （但し、式中R³は２価または３価の有機基
を表わす。）で示されるビスアジド化合物と、
分子内に３級炭素に結合した水素を有する基ま
たは２級炭素に結合した水素を有する基または
不飽和結合を有するアミン化合物〔〕、必要
に応じて加える増感剤とから成る材料。 本発明の第１の特徴は第２図に示す如くフオト
レジストを用いることなく所定のパターンのポリ
ミイドを形成できるため、第１図に示した従来方
法に比べて大幅な工数の低減が達成されたことで
ある。すなわち、 (1) ポリイミド前駆体膜４の形成 〔第２図ａ〕 ポリイミド前駆体の溶液を基板１上に塗布、
乾燥しポリアミド酸の皮膜とする。 (2) ポリイミド前駆体膜の加工 〔第２図ｂ〕 所定のフオトマスクを介して露光、現像しポ
リアミド酸の画像４′を得る。 (3) ポリイミド膜６の形成〔第２図ｃ〕 ポリアミド酸の画像を加熱処理してポリイミ
ドにポリイミド膜のパターン２′転化する。 本発明の第２の特徴は、上述した如くポリイミ
ドのエツチングが必要ないために、エツチング精
度により大きく影響されるポリイミドのパターン
精度を向上することができた点にある。 本発明に用いる感光性ポリイミド前駆体は、ポ
リアミド酸〔〕のカルボキシル基とアミン化合
物〔〕のアミノ基をイオン結合によつて反応さ
せ、これにビスアジド化合物〔〕を配合したも
ので、光または放射線照射時にビスアジドから発
生したビスナイトレンが不飽和結合等と反応する
ことによりポリマを架橋させ、現像溶媒に不溶化
せしめんとするものである。したがつてこのポリ
イミド前駆体はネガ型の画像を与える。 上部磁性体および下部磁性体は真空蒸着、スパ
ツタリングあるいはめつきにより堆積され、写真
食刻技術でパターン化される。磁性体材料として
は主にパーマロイが用いられる。 導体金属は真空蒸着、スパツタリングあるいは
めつき等の手段で堆積され、写真食刻技術により
所望のパターン形状に加工される。導体金属とし
てはCu，Au，Pt，Cr，Tiなどの金属あるいはこ
れらの２種以上の合金膜または多重膜であつても
よい。 本発明に用いるポリアミド酸は、繰り返し単位
〔〕のみからなるものであつても良いし、他の
繰り返し単位との共重合体であつてもよい。〔〕
式中、R¹，R²はポリイミドとしたときの耐熱性
の面から含芳香族有機基、含複素環有機基が望ま
しいが、これに限定はされない。R¹としては

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】 （式中、結合手はポリマ主鎖のカルボニル基と
のを表わし、カルボキシル基は結合手に対してオ
ルト位に位置する。）が好ましいが、これらに限
定はされない。R²の例としては、

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】などが挙げられ る。 繰り返し単位〔〕で表わされるポリアミド酸
は通常、非プロトン性極性溶媒に溶解した状態で
使用に供せられる。非プロトン性極性溶媒とし
て、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−アセチル−ε−
カプロラクタム、１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリジノンなどが好ましく用いられる。また上記
溶媒の２種以上を混合して用いてもよい。 本発明に用いるビスアジド化合物〔〕の例と
して、４，4′−ジアジドジフエニルメタン、４，
4′−ジアジドジフエニル、４，4′−ジアジドアセ
トフエノン、４，4′−ジアジドスチルベン、４，
4′−ジアジドカルコン、４，4′−ジアジドベンザ
ルアセトン、２，６−ジ（4′−アジドベンザル）
−シクロヘキサノン、２，６−ジ（4′−アジドベ
ンザル）−４−メチルシクロヘキサノン、２，６
−ジ（4′−アジドベンザル）−４−ヒドロキシシ
クロヘキサノン、２，６−ジ（4′−アジドベンザ
ル）−４−ヒドロキシメチルシクロヘキサノン、
４，4′−ジアジド−３，3′−ジカルボキシスチル
ベン、２−ジ（４−アジドシンナモイルオキシ）
エタン、２，６−ジ（4′−アジドシンナミリデ
ン）−４−ヒドロキシメチルシクロヘキサノン、
６−アジド−２−（4′−アジドスチリル）ベンズ
イミダゾール、６−アジド−２−（4′−アジドス
チリル）ベンズチアゾール、５−アジド−２−
（4′−アジドスチリル）ベンズオキサゾールなど
が挙げられるがこれらに制約されない。ビスアジ
ド化合物〔〕の配合割合は〔〕なる繰り返し
単位を有するポリマ100重量部に対して0.1重量部
以上100重量部以下で用いるのが望ましい。さら
に望ましくは0.5重量部以上50重量部以下で用い
るのが望ましい。この範囲を逸脱すると、現像
性、ワニスの保存安定性等に悪影響を及ぼす。 本発明に用いるアミン化合物〔〕の例として
はアリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルア
ミン、２−メチル−２−ブテニルアミン、１，３
−ジメチル−１−プロペニルアミン、２，４−ペ
ンタジエニルアミン、トリ（２−ブテニル）アミ
ン、ジ（２−メチル−２−プロペニル）アミン、
２−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルシンナメ
ート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピル
アクリレート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）
プロピルメタクリレート、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアミノ）プロピルシンナメート、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアミン、Ｎ−メチル−ジアリルアミン、Ｎ−
プロピルジアリルアミン、２−ビニルピリジン、
２−ビニル−６−メチルピリジン、２−ビニル−
５−エチルピリジン、４−ブテニルピリジン、４
−（１−プロペニルブテニル）ピリジン、４−ペ
ンテニルピリジン、４−（１−ブテニルペンテニ
ル）ピリジン、２−（４−ピリジル）アリルアル
コールなどが挙げられる。アミン化合物〔〕の
配合割合は〔〕なる繰り返し単位を有するポリ
マ100重量部に対して１重量部以上400重量部以下
で用いるのが望ましく、さらに好ましくは10重量
部以上400重量部以下で用いるのが望ましい。上
記範囲を逸脱すると、現像性または最終生成物の
ポリイミドの膜質に悪影響をもたらす。 光または放射線で反応するポリアミド酸ワニス
にはさらに感度を向上する目的で適宜増感剤を添
加してもさしつかえない。添加量は〔〕，〔〕，
〔〕で表わされる化合物の総重量の0.1％以上10
％以下で用いるのが望ましい。この範囲を逸脱す
ると、現像性、最終生成物のポリイミドの膜質に
悪影響を与える。ビスアジド化合物の増感剤とし
ては、アントロン、１，９−ベンズアントロン、
アクリジン、シアノアクリジン、ニトロピレン、
１，８−ジニトロピレン、ミヒラケトン、５−ニ
トワアセナフテン、２−ニトロフルオレン、ピレ
ン−１，６−キノン、９−フルオレノン、１，２
−ベンズアントラキノン、２−クロロ−１，２−
ベンズアントラキノン、２−ブロモベンズアント
ラキノン、２−クロロ−１，８−フタロイルナフ
タレンなどが好ましく用いられる。 本発明に用いる感光性ポリイミド前駆体は、通
常のフオトリソグラフイー技術でパターン加工が
可能である。基板への塗布には、回転塗布、浸
漬、噴霧、印剤などの手段から適宜選択できる。
塗布前処理として、接着助剤を用いる周知のカツ
プリング処理を行うと良好な接着性が得られるこ
とが多い。接着助剤としてはγ−アミノプロピル
トリメトキラシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン、などの有機ケイ素化
合物、あるいはアルミニウムモノエチルアセトア
セテートジイソプロピレート、アルミニウムトリ
ス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムト
リス（マロン酸エチレート）などのアルミニウム
キレート化合などが用いられる。 塗膜の乾燥は、室温以上100℃以下の範囲から
選ばれる温度で行われる。室温より低いと溶媒の
蒸発に時間がかかり実用的でない。100℃より高
いとビスアジド化合物の熱分解が起り感光基とし
て働かなくなる。室温付近の温度の場合は減圧乾
燥を行うと良い結果が得られることが多い。 露光は通常紫外線が用いられるが、可視光線、
遠紫外線、電子線、Ｘ線、イオンビームであつて
もよい。 現像液としてはＮ−メチル−２−ピロリドン、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−ア
セチル−ε−カプロラクタム、１，３−ジメチル
−２−イミダゾリジノンなどの非プロトン性極性
溶媒を単独あるいはメタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、ベンゼン、トルエン、キ
シレン、メチルセロソルブなどのポリアミド酸の
非溶媒との混合液として用いることができる。 現像により形成したパターンはリンス液によつ
て洗浄し現像溶媒を除去する。リンス液には現像
液と混和性のよいポリアミド酸の非溶媒を用いる
が、メタノール、エタノール、イソプロピルアル
コール、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチル
セロソルブなどが好適である。 現像により得られたポリアミド酸のパターンは
加熱処理することによつてイミド環や他の環状基
を持つ耐熱性ポリマのパターンとなる。加熱温度
は150℃以上500℃以下の範囲から選ばれる。150
℃より低いと閉環反応が起らないかあるいは極端
に遅くなり実用的でない。500℃より高くなると
ポリマの熱分解が起り好ましくない。加熱処理温
度が300℃を越えるときはN₂などの不活性ガス雰
囲気あるいは真空にするのがポリマの酸化分解を
防ぐために望ましい。 上記の如くして得られたポリイミドの上に導体
金属を堆積する前に、ポリマをあらかじめプラズ
マ放電雰囲気中で処理すると、ポリマと導体金属
との接着性が向上する。この目的のため酸素プラ
ズマが通常用いられる。 以下、本発明を第３図を用いて具体的に説明す
る。 実施例 １ セラミツク製の基板１全面に無機絶縁膜（例え
ばAl₂O₃）をスパツタリングし、平坦な下地膜５
を形成する。次に2μｍ厚のパーマロイをスパツ
タリングで堆積しフオトエツチング技術でパター
ン形成し下部磁性体６とする。次にギヤツプスペ
ーサとして約1μｍ厚の無機絶縁膜（例えば
Al₂O₃）７をスパツタリングし、フオトエツチン
グでパターン化する。その上に表のNo.１で示され
る感光性ポリイミド前駆体ワニスを塗布し、70℃
で30分間乾燥し溶媒を蒸発させる。次いで
15mW／cm²（365nm）の強度を有する高圧水銀ラ
ンプで露光し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン４
容、エタノール１容からなる溶媒で現像、エタノ
ールでリンスしてポリアミド酸のパターンを得
る。このパターンは200℃で30分間、次いでN₂雰
囲気中350℃で30分間熱処理して3μｍ厚の下部ポ
リイミド膜のパターン２′とする。下部ポリイミ
ド膜１１をO₂プラズマ雰囲気で前処理した後、
順次1000ÅのCr，1000ÅのCrを真空蒸着で堆積
しホトエツチング技術でパターン化して導体コイ
ル８とする。次に下部のポリイミド膜のパターン
２′と同様のプロセスで3μｍの厚さの上部ポリイ
ミド膜のパターン２″を形成する。上部のポリイ
ミド膜のパターン２′をO₂プラズマ雰囲気中で前
処理した

【表】

【表】 後、パーマロイを2μｍの厚さにスパツタリング
してフオトエツチング技術でパターン形成し上部
磁性体９とする。端子のメタライズは図示しない
がCuとはんだで構成される。これはフオトレジ
スト膜を予め設け、必要部分にのみめつき技術に
より堆積する。以上で１層８ターンのヘツドが完
成する。 以上の如くして得られた薄膜磁気ヘツドは、ポ
リイミド絶縁層のパターン精度が±1.5μｍ以内に
制御されており素子の性能上満足すべきものであ
つた。またポリイミド絶縁層の形成プロセスが約
半滅され、しかもヒドラジンヒドラート等の取り
扱いづらいポリイミドエツチング液を使わないた
め、工程の合理化は大であることは明らかであ
る。 実施例 ２ 実施例１と同様にして表No.２のワニスを用いて
薄膜磁気ヘツドを製造した。ポリイミド絶縁層の
パターン精度は±1.3μｍ以内であり、良好な画像
を得た。また実施例１と同様、工数が約半滅され
工程の合理化が達成された。 実施例 ３〜９ 以下、実施例１と同様に、実施例３は表のNo.３
のワニスを、実施例４は表のNo.４のワニスを、実
施例５は表のNo.５のワニスを、実施例６は表のNo.
６のワニスを、実施例７は表のNo.７のワニスを、
実施例８は表のNo.８のワニスを、実施例９は表の
No.９のワニスを用いて薄膜磁気ヘツドを製造し
た。いずれの場合もパターン精度は±1.5μｍ以内
に入つており良好であり、実施例１の場合と同様
に工程が合理化された。 なお実施例では導体コイルが１層のものしか示
さなかつたが、２層以上の構造の薄膜磁気ヘツド
も製造できることは明らかである。この場合には
上部導体と下部導体をポリイミド絶縁膜に設けた
窓の部分で電気的に接続する必要がある。 以上、詳述した如く、従来、エツチング精度の
制御が困難であつたポリイミドのパターン精度を
全く別の加工工程にすることによつて、±4.0μｍ
から±1.5μｍ以上に向上することができた。これ
により磁気ヘツドの読み出し（または書き込み）
電圧のばらつきが少なくなり素子の歩留りを向上
することができた。 また、本発明によるポリイミド絶縁膜の形成、
加工工程は従来のフオトエツチング法に比較して
工数を約半滅することができ、しかも人体に対す
る毒性あるいは環境汚染の点で取り扱いづらいポ
リイミドのエツチング液およびレジスト剥離液を
使わないことから、工程の合理化は極めて大であ
るということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術によるポリイミド絶縁膜の形
成、加工工程を示す図、第２図は本発明によるポ
リイミド絶縁膜の形成、加工工程を示す図、第３
図は本発明による実施例を示す断面図である。 １……基板、２′……ポリイミド膜のパターン、
４……ポリイミド前駆体膜、６……下部磁性体、
８……導体コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上に所定のパターンの下部磁性体を形成
   する第１工程と、該下部磁性体の形成された基板
   面全面にわたつて感光性ポリイミド前駆体の溶液
   を塗布、乾燥する第２工程と、該感光性ポリイミ
   ド前駆体を光または放射線で露光し次いで現像し
   て所定のパターンのポリイミド前駆体を形成する
   第３工程と、該ポリイミド前駆体を熱処理して下
   部ポリイミドに転化する第４工程と、該下部ポリ
   イミド上に所定のパターンの導体を形成する第５
   工程と、該導体上に前記第２工程から第４工程に
   至る工程を繰り返し、上部ポリイミドを形成する
   第６工程と、必要に応じて前記第５工程から第６
   工程に至る工程を繰り返して複数層の導体を形成
   する第７工程と、該上部ポリイミド上に所定のパ
   ターンの上部磁性体を形成する第８工程とからな
   ることを特徴とする薄膜磁気ヘツドの製造方法。 ２ 前記感光性ポリイミド前駆体が一般式 （但し、式中R¹は３価または４価の有機基、
   R²は２価の有機基、Ｍは水素またはアンモニウ
   ムイオン、ｎは１または２を表わす。） で示される繰り返し単位を有するポリマと、一般
   式、 N₁−R³−N₃ 〔〕 （但し、式中R³は２価または３価の有機基を
   表わす。）で示されるビスアジド化合物と、 分子内に３級炭素に結合した水素を有する基ま
   たは２級炭素に結合した水素を有する基または不
   飽和結合を有するアミン化合物〔〕と、必要に
   応じて加える増感剤とから成ることを特徴とする
   特許請求第１項記載の薄膜磁気ヘツドの製造方
   法。 ３ 前記ビスアジド化合物〔〕は前記〔〕で
   示される繰り返し単価を有するポリマ100重量部
   に対して0.1重量部以上100重量部以下、前記アミ
   ン化合物〔〕は前記〔〕で示される繰り返し
   単位を有するポリマ100重量部に対して１重量部
   以上400重量部以下の割合で配合されていること
   を特徴とする特許請求範囲第２項記載の薄膜磁気
   ヘツドの製造方法。